Sơ Chế Cao su

■ Độ dẻo quá cao cường lực độ kéo giãn, độ cứng, độ kháng mòn giảm, độ biến hình khi đứt tăng lên. Sản phẩm dễ bị bọt khí, rỗ mặt….
■ Cần thiết cho Cao su thiên nhiên (độ dẻo không đồng đều) hay cao su phối
trộn.
2.Nguyên lý : sau khi qua sơchế, dưới tác động của sự cắt xé cơ học, các phân tử carbon hydro sẽ cắt ngắn, các hạt cao su lớn vỡ ra độ dẻo tăng chúng trở thành hệ keo sẵn sàng ngậm chất độn và phụ gia khác
3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sơ chế:
■ Môi trường: oxy nhanh và cao su nặng hơn (các phân tử cao su bị phá vở kết hợp với oxy);
■ Nhiệt độ:
+ 2000C – 4000C: tốt nhất (dẻo hóa do cơ học)
+ 4000C – 11500C: hiệu quả giảm dần
+ 1150C - 1200C : hiệu quả kém (các dây phân tử nở ra trượt lên hết tác dụng dẻo hóa do cơ học độ dẻo giả)
+ >12000C: oxy hóa mạnh độ dẻo tăng nhanh độ bền cơ giảm
Nguyên lý sử dụng nhiệt để sơ luyện Cao su củ máy luyện kín Banbury: T0C: 160 19000C, t ~3 - 4 min:
+ Hiệu quả tốt, ít hao năng lượng
+ Khó đồng đều, yêu cầu nhiệt độ & thời gian phải thật ổn định
■ Tỉ tốc trục: càng lớn (1:1.15 hoặc 1:1.25) hiệu suất cao
■ Vận tốt trục: càng nhanh hiệu suất cao
■ Cự ly 2 trục: càng nhỏ hiệu suất cao, nhưng không được quá nhỏ (do sức cắt xe cơ học rất cao)
■Đường kính trục: càng lớn thời gian sơ luyện càng ngắn
■ Nồng độ chất phụ gia bổ sung: chất làm mềm, chất hóa dẻo
4.Chầt phụ gia trong Quá trình sơ chề: rút ngắn thời gian sơ chế, giảm tiêu hao năng lượng, đảm bảo tốt tính năng cơ lý….
■ Chất làm mềm làm trương nở Cao su, giảm sức liên kết giữa các dây
phân tử Cao su mềm dẻo và dễ thấm chất độn trong giai đoạn sơ chế
Ảnh hưởng đến tính năng cơ học ( tính kháng mòn, độ bắt dính, …)
■ Chất hóa dẻo: cắt ngắn các phân tử Cao su (phenyl hydrazin, mercaptan…)
■ Chất họat tính bề mặt: diphenyl thiazone disulfide….
II. Các phương pháp cô đặc nguyên liệu cao su thiên nhiên
Để dễ dàng vận chuyển cao su thiên nhiên và dễ dàng sử dụng người ta tiến hành cô đặc nhằm tách bớt phần serum.Có nhiều phương pháp cô đặc như :

I.Mủ cao su (chứa nhiều hạt Latex)

1, Phương pháp lắng:
■ Do sự khác biệt về khối lượng riêng của phần khô (cao su) va serum nên có thể áp dụng hiện tượng lắng tách tự nhiên pha cao su,tuy nhiên quá trình này xảy ra chậm.
■ Để tăng tốc cho quá trình lắng tách phân lớp người ta cho thêm vào một số hợp chất có những tính chất sau:
+ Giảm lực hấp thụ giữa lớp vỏ của hạt latex và nước trong serum
+ Làm tăng khối lượng riêng pha serum nhằm tăng khác nhau về khối lượng riêng.
+ Không gây hiện tượng keo tụ trong quá trình phối trộn.
Ưu điểm:
• Thu được hàm lượng polyme cao (60%)
• Tách được phần lớn các chất tan
• Latex có độ ổn định cao
• Đơn giản vì không đòi hỏi thiết bị phức tạp,dễ tiến hành
• Không tiêu tốn năng lượng.
Nhược điểm: Năng suất thấp ,thời gian cô đặc kéo dài.
2. Phương pháp ly tâm:
Dùng máy ly tâm với vận tốc 1800 vòng/phút
Ưu điểm:
-Thu được hàm lượng mủ cao su cao đạt từ 60%-65%
-Năng suất cao,thời gian cô đặc giảm
-Hàm lượng các chất tan trong nước giảm nhiều.
Nhược điểm:
Latex thu được kém bền vì do tác dụng lực ly tâm lớn nên gây phá vỡ lớp bao bọc bên ngoài của hạt latex
3. Phương pháp bay hơi tự nhiên
- Phương pháp này được dùng rộng rãi ở cơ sở sản xuất nhỏ.
- Để chống hiện tượng keo tụ do amoniac bị bay hơi,người ta thường cho vào dung dịch NaOH 5% và muối natri của axit béo để làm chất nhủ hóa (có tác dụng ổn định nhủ tương)
Ưu điểm:
-Không tiêu tốn năng lượng ,dễ tiến hành
Nhược điểm:
-Phương pháp này thủ công đòi hỏi thiết bị cồng kềnh,nhà rộng thoáng mát.
-Mủ thu được có ham lượng polyme không cao
-Chứa hầu hết các chất tan trong nước
-Năng suất thấp thời gian cô đặc kéo dài.
II.Cao su sống
Cao su sống được sản xuất từ mủ cao su bằng hai phương pháp:
■ Keo tụ mủ cao su,rửa phần keo tụ bằng nước mềm rồi sấy đến độ ẩm cần thiết,phương pháp thu được cao su chất lượng tốt
■ Cho bay hơi nước,sau đó rửa rồi sấy,phương pháp này cao su có chất lượng kém hơn.
* Phương pháp sản xuất cao su crếp xông khói
Crếp xông khói được sản xuất từ mủ cao su bằng phương pháp keo tụ.Công nghệ sản xuất loại này là dây chuyền bao gồm 8 công đoạn khép kín: lọc → pha loãng→keo tụ→cán ép nước→cán rãnh→ngâm nước→sấy xông khói →KCS+đóng gói.
■ Lọc : Mục đích của công đoạn này là tách những hơp chất cơ học cặn bã như cát,sạn,đá,sỏi,vỏ cây,những cục cao su bị đông tụ do tác dụng của lực cơ học trong quá trình vận chuyển làm phá vỡ lớp vỏ bảo vệ của hạt latex.Lọc bằng lưới với mắt sàn có đường kính 54 μm
■ Pha loãng : dùng nước mềm pha vào mủ cao su đến nồng độ khoảng 15-17% nhằm tách bớt các hợp chất tan trong nước.
■ Keo tụ :sau khi pha loãng cho vào thùng chuyên dùng rồi khuấy đều với dung dịch axit axetic 1% cho đến khi keo tụ hoàn toàn.Latex lúc này phân thành hai pha:pha cao su nổi trên bề mặt và pha serum ( nước,các tạp chất tan trong nước).Tiến hành với phần cao su nổi trên bề mặt để chuyển sang công đoạn tiếp theo.
■ Cán ép nước :cao su vớt ra cho lên máy ép nước loại máy cán 2 trục không tỷ tốc,bề mặt trục cán phẳng.Mục đích của công đoạn này là loại bỏ các hợp chất tan trong nước được cuốn theo trong quá trình cán rửa bằng nước mềm và một phần serum bám vào các lớp vỏ cao su keo tụ.Cao su cán ra dạng tấm có độ dày khoảng 6mm.
■ Cán rãnh : mục đích làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt để thực hiện ý đồ công nghệ sau này và chống dính cho các tấm cao su.
■ Ngâm nước: sau khi cán rãnh đem ngâm nước trong thời gian từ 10-15h nhằm loại bỏ các chất tan trong nước,tách triệt để axut axetic dùg keo tụ.
■ Sấy xông khói :sau khi ngâm ,vớt các tấm cao su cho lên giá có bánh xe trượt trên đường ray để chuyển vào lò sấy xông khói.Lò sấy gồm 3 tầng:các tầng trên là giá đỡ cao su,các tầng dưới dùng để các loại chất đốt như bẹ dừa,vỏ lạc,củi,tre nứa...sấy trong 7-10 ngày đêm,nhiệt đô sấy từ 45-500C.Cao su xông khói có màu vàng nâu là do phenol,dẫn xuất của phenol khuyếch tán vào cao su,do tác dụng của không khí bị oxy hóa.Phenol và dẫn xuất phenol có trong khí lò có tác dụng bảo vệ cao su dưới tác dụng của vi sinh và khả năng chống lão hóa.
* Phương pháp sản xuất crếp trắng
■ Crếp trắng được sản xuất gồm các công đoạn tương tự như đối với crếp xông khói,tuy nhiên có khác ở các công đoạn sau:
■ Trước khi keo tụ latex cho vào dung dịch NaHSO4 1% (tỷ lệ 1/10),sau khi keo tụ một phần latex do quá trình axít H2SO3 theo cơ chế :
2NaHSO3 → Na2SO3 + H2SO3
Axít H2SO3 kém bền gây phân hủy thành SO2 có tác dụng tẩy trắng mủ cao su trước khi keo tụ : H2SO3 → SO2 + H2O
Sau đó tiếp tục cho dung dịch axít axetic 1% vào để tiến hành keo tụ mủ cao su.
■ Vớt phần cao su keo tụ qua sàng nhiều tầng,rồi cho qua cán rửa cao su trên máy 2 trục gồm 3 máy kế tiếp nhau.Trong công đoạn này dùng nước mềm để rửa các chất tan trong nước,các vết muối và axít còn lại trên cao su keo tụ.Công đoạn này kết hợp với tạo vân nhám trên bề mặt crếp nhằm tăng diện tích tiếp xúc với nước rửa.
■ Sau khi cán xuất tấm dày khoảng 6mm,đem treo trên giá và chuyển vào lò sấy khô ở nhiệt độ 35-400C trong khoảng thời gian từ 2 đến 3tuần.